一种曲面重建方法、设备及计算机可读介质与流程

本发明涉及影像处理技术领域，尤其涉及一种曲面重建方法、设备及计算机可读介质。

背景技术：

电子计算机断层扫描是利用x线束、γ射线、超声波等，与灵敏度极高的探测器一同围绕生物体的某一部位作一个接一个的断面扫描，通过电子计算机重建程序的处理，可重建生物体该部位的冠状面和矢状面的层面图像。

曲面重建(cpr，curvedplanarreformat)技术是常用的重建程序，能够将扭曲、缩短和重叠的血管、结肠等结构伸展拉直，展示在同一平面上。曲面重建技术一般以中心线为基础生成图像，受到中心线点距不等的影响，所重建的图像容易出现畸变变形；同时因为中心线蜿蜒扭曲，也容易造成重建图像不均匀，不平整。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种曲面重建方法、设备及计算机可读介质，能够生成均匀、平整、畸变变形少的重建图像。

本发明一方面提供一种曲面重建方法，包括：在待处理影像上生成中心线，将所述中心线投影在第一平面上，生成平面曲线；将所述平面曲线进行插值，得到采样基准线；根据所述采样基准线生成采样曲面；根据所述采样曲面在所述待处理影像上采样，得到包含像素信息的曲面。

在一种可实施方式中，在所述得到包含像素信息的曲面之后，所述方法还包括：将所述包含像素信息的曲面展平，得到平整的二维图像。

在一种可实施方式中，在所述将中心线投影在第一平面上之前，所述方法还包括：确定对所述待处理影像的扫描方向，并垂直于所述扫描方向生成所述第一平面。

在一种可实施方式中，所述根据采样基准线生成采样曲面，包括：在所述扫描方向上，在所述采样基准线的两侧生成采样点，根据所述采样点生成采样曲面。

在一种可实施方式中，所述插值采用最近邻插值法、双线性插值法、三次多项式插值法的任一种。

本发明另一方面提供一种曲面重建设备，包括：第一生成模块：用于在待处理影像上生成中心线，将所述中心线投影在第一平面上，生成平面曲线；插值模块：用于将所述平面曲线进行插值，得到采样基准线；第二生成模块：用于根据所述采样基准线生成采样曲面；采样模块：用于根据所述采样曲面在所述待处理影像上采样，得到包含像素信息的曲面。

在一种可实施方式中，所述设备还包括展平模块：用于将所述包含像素信息的曲面展平，得到平整的二维图像。

在一种可实施方式中，所述设备还包括：第三生成模块，用于确定对所述待处理影像的扫描方向，并垂直于所述扫描方向生成所述第一平面。

在一种可实施方式中，所述第二生成模块进一步用于：在所述扫描方向上，在所述采样基准线的两侧生成采样点，根据所述采样点生成采样曲面。

本发明另一方面提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有计算机可执行指令，当所述指令被执行时用于执行上述可实施方式中任一项所述曲面重建方法。

本发明提供的一种曲面重建方法、设备及计算机可读介质通过将待处理影像上的中心线投影生成平面曲线，再将平面曲线插值生成采样基准线，通过采样基准线得到采样曲面，以此在待处理影像上依据采样曲面生成的重建图像具有均匀、平整、畸变变形少的特点。

附图说明

图1示出了本发明实施例曲面重建方法的流程示意图；

图2为本发明实施例曲面重建设备的模块示意图；

图3示出了本发明实施例方法中中心线的示意图；

图4示出了本发明实施例方法中步骤101的示意图；

图5示出了本发明实施例方法中步骤102的示意图；

图6示出了本发明实施例方法中步骤103的示意图。

其中，附图标记中，1、待处理影像；2、扫描方向；3、中心线；4、第一平面；5、平面曲线；6、采样基准线；7、采样曲面。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例曲面重建方法的流程示意图。图3示出了本发明实施例方法中中心线3的示意图；图4示出了本发明实施例方法中步骤101的示意图；图5示出了本发明实施例方法中步骤102的示意图；图6示出了本发明实施例方法中步骤103的示意图。

参见图1、图3至图6，本发明实施例提供一种曲面重建方法，包括如下步骤：步骤101，在待处理影像1上生成中心线3，将中心线3投影在第一平面4上，生成平面曲线5；步骤102，将平面曲线5进行插值，得到采样基准线6；步骤103，根据采样基准线6生成采样曲面7；步骤104，根据采样曲面7在待处理影像1上采样，得到包含像素信息的曲面。

本发明实施例所提供的曲面重建方法应用于待处理影像1为通过电子计算机断层扫描得到的影像。该影像为带有灰度的三维影像，为了方便图像所需剖面的查看和图像二维形式的输出，需要对三维影像进行曲面重建，即在三维影像上根据所需方向选定曲面，然后按照所选定的曲面进行剖视，所得到的在曲面方向上的剖视图即为所需要输出的二维图像。

本发明实施例的方法首先需要进行中心线3的确定，即在待处理影像1上生成中心线3，由于待处理影像1复杂度较高，由此生成的中心线3蜿蜒扭曲，且由于中心线3是由若干在三维坐标中的点连接形成，点与点之间的间距无法保持恒定。

为此，本发明实施例将中心线3投影在第一平面4上生成平面曲线5，再将平面曲线5进行插值，得到采样基准线6。此处的第一平面4可根据实际需要进行选择，第一平面4的具体位置影响所需要发现的曲面位置但不影响本发明实施例的具体实施。由于中心线3投影出的平面曲线5是由中心线3在三维坐标中的点进行投影，而后再生成平面曲线5，因此投影得到的平面曲线5的点之间的间距同样是不均匀的。而插值后的采样基准线6的点距是均匀的，由采样基准线6生成的曲面的平整度要好于直接通过中心线3或直接通过平面曲线5生成的曲面。

在得到采样基准线6后，以采样基准线6为标准生成采样曲面7，并在待处理影像1上依据采样曲面7采样，以此可以得到的包含像素信息的曲面，相较于直接通过中心线3生成的包含像素信息的曲面，依据本发明实施例曲面重建方法得到的包含像素信息的曲面的重建图像均匀、平整且畸变变形少。

本发明实施例提供的方法还包括，在得到包含像素信息的曲面之后，该方法还包括步骤105，将包含像素信息的曲面展平，得到平整的二维图像。

虽然在曲面上的剖面已经可以用于观察，但是目前曲面的观察均通过电子图片形式体现，通过将曲面展平，可以得到平面的二维图像，相较于曲面二维图像，平面二维图像更便于作为照片、底片等非电子形式输出。

本发明实施例提供的方法还包括：在将中心线3投影在第一平面4上之前，该方法还包括步骤100，确定对待处理影响的扫描方向2，并垂直于扫描方向2生成第一平面4。

步骤100可根据待处理图形实际所需要生成的曲面进行选择，扫描方向2即为需要生成曲面的方向，在步骤100中，进一步限定了第一平面4在垂直扫描方向2的位置上生成。相较于在扫描方向2其他角度生成的第一平面4，使第一平面4垂直扫描方向2能够使得到的包含像素信息的曲面的重建图像均匀、平整且畸变变形少。

本发明实施例步骤103，根据采样基准线6生成采样曲面7，包括：在扫描方向2上，在采样基准线6的两侧生成采样点，根据采样点生成采样曲面7。

由采样基准线6生成采样曲面7过程中，需要引入在采样基准线6外的第三点，本发明实施例为了方便操作，选择在采样基准线6的两侧生成采样点，此处的在采样基准线6的两侧生成采样点具体可解释为在扫描方向2上，位于采样基准线6的两侧，即采样点的连线方向与扫描方向2一致。

具体的，扫描方向2与采样基准线6是垂直的，因为采样基准线6本来就是根据扫描方向2投影得到的沿着扫描方向2，远离扫描基准线/接近扫描基准线，这两个方向就是扫描基准线的两侧。

本发明实施例插值采用最近邻插值法、双线性插值法、三次多项式插值法的任一种。本发明实施例所提供的方法可根据实际情况进行插值方法的选择，如需要高精度的时候曲面时候，可选用三次多项式插值法。需要注意的是，本发明实施例所采用插值方法不仅仅限于以上三种，还包括能够实现本发明将采用基准线的点均匀化的任一插值方法或可替代插值的其他方式。

具体的，本发明实施例通过平面曲线5上的原始点逐点计算平面曲线5的长度，根据固定长度，在原始点之间做线性插值，得到均匀插值的曲线。如：原始点的位置依次为(1.2)、(2.5)、(3.0)、(4.5)、(6.2)……重新插值之后的点的位置依次为(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)。

图2为本发明实施例曲面重建设备的模块示意图。

参见图2，本发明实施例还提供一种曲面重建设备，包括：第一生成模块201：用于在待处理影像1上生成中心线3，将中心线3投影在第一平面4上，生成平面曲线5；插值模块202：用于将平面曲线5进行插值，得到采样基准线6；第二生成模块203：用于根据采样基准线6生成采样曲面7；采样模块204：用于根据采样曲面7在待处理影像1上采样，得到包含像素信息的曲面。

本发明实施例还包括设备还包括展平模块205：用于将包含像素信息的曲面展平，得到平整的二维图像。

本发明实施例设备还包括：第三生成模块206，用于确定对待处理影像1的扫描方向2，并垂直于扫描方向2生成第一平面4。

本发明实施例第二生成模块203进一步用于：在扫描方向2上，在采样基准线6的两侧生成采样点，根据采样点生成采样曲面7。

本发明实施例插值模块202采用最近邻插值法、双线性插值法、三次多项式插值法的任一种。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储介质中存储有计算机可执行指令，当指令被执行时用于执行上述本发明实施例中任一项曲面重建方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。